ЗОШ 1-3 ступенів № 1 м. Острога

“Вимкни світло“Вимкни світлота станьта стань

патріотом”патріотом”(шкільна акція по(шкільна акція по

енергозбереженню)енергозбереженню)

З досвіду роботи групи Екос ЗОШ №1 м. ОстрогаКерівник групи та укладач збірки вчитель біології та географії Дячук Тетяна Андріївна

2005

Енергія – це сила, яка керує життям. Постійний потік енергії створює і гарантує життя на Землі. Вона необхідна для забезпечення функціонування будь-якої істоти. Феноменальна стійкість біосфери до змін і руйнівних впливів пояснюється, як тим, що всі роки потік енергії від Сонця не припинявся ні на мить, так і тим, що біосфера безперервно удосконалювалась і регулювала використання речовин, “навчившись” застосовувати їх багатократно. На сьогодні людина такої досконалості у поглядах на споживання енергії, на жаль, не досягла. Ми споживаємо енергію у двох формах: термальній (тепло) та електричній. На опалення житла в Україні за рік витрачається 70-75 мільйонів тонн умовного палива, або 1,3-1,4 тонн умовного палива на одну людину, а це в 1,5-2 рази більше, ніж у розвинутих країнах. Це є однією з причин “паливної бідності” – тобто такого становища, коли оплата рахунків за спожиту енергію не залишає грошей на інші базові потреби – їжу, одяг, культурний відпочинок. Саме через це наша екогрупа вирішила провести у школі акцію по енергозбереженню “Вимкни світло і стань патріотом”, матеріали якої і зібрані у даній брошурі.

Увага ! Акція !Вимкни світло і стань

патріотом !2

В рамках акції:Проведення анкетування “Чи вмію я

економити”Агітаційний виступ “Що ти можеш

зробити для збереження енергії ?”Урок “Нетрадиційна енергетика в

Україні” ( 9 клас)Факультативний урок “Пошук і

стратегія енергозбереження (10 клас)

Мозкова атака “Енергетичні ресурси” (11 клас)

Інформаційно-практичні мініатюри на уроках та годинах класного керівника “Енергія в природі та техносфері”

Трудовий десант “Збережи тепло у школі”

Агітаційна робота серед населення (стаття в місцевій пресі)

Екскурсія на ХАЕСЧи вмію економити я?( тест)

А чи вмієте ви зберігати енергію? Спробуйте це визначити

зараз, відповівши на запитання анкети.

У нашому домі Так НіМи записуємо наше енергоспоживанняМи вимикаємо світло в кімнаті, коли йдемо з неїХолодильник стоїть у прохолодній кімнаті Ми не ставимо меблі перед обігрівачем

3

Ми почали використовувати енергозберігаючі лампочкиМи використовуємо місцеве освітлення (настільну лампу, бра, торшер)Ми провітрюємо приміщення швидко й ефективно, всього декілька хвилин за один разМи заклеюємо вікна на зимуМи зашторюємо вікна на нічМи кладемо кришку на каструлю, коли варимо їжуМи часто розморожуємо холодильникМи використовуємо раковину для миття посудуМи миємося під душем, а не приймаємо ваннуМи ходимо пішки чи їздимо на велосипеді до школи й на роботу Ми знижуємо температуру в приміщенні, коли виходимоМи знижуємо температуру в приміщенні вночіМи повторно використовуємо скло, папір і металМи не купуємо товари, які можуть використовуватись тільки один разМи не купуємо товари у великих обгорткахМи ремонтуємо речі замість того, щоб заміняти їх

Що у вас вийшло? Складіть всі відповіді “так”. Якщо у вас вийшло: Від 1 до 5 відповідей “так”: Вам потрібно освоїти багато методик для того, щоб ефективно зберігати енергію, почніть зараз! Від 6 до 10 відповідей “так”: У вас багато гарних звичок, які можуть слугувати основою для подальшої роботи над тим, як ефективно зберігати енергію у вашій оселі. Від 11 до 15 відповідей “так”: Ви є зразком всім іншим в тому, як потрібно зберігати енергію.

Від 16 до 20 відповідей “так”: Хтось з вашої сім’ї повинен стати міністром охорони природи.

Виступ екологічної агітбригади“Що можеш зробити ти для

збереження енергії”

Історія прогресу людства пов’язана насамперед з освоєнням щораз досконаліших і потужніших джерел енергії та розширенням її використання у виробничій діяльності.

4

Енерговитрати на одного європейця від часів кроманьйонців до сьогодення збільшилися з 1 Мкал в день до 120 Мкал(1 Мкал – енергія випаровування близько 1,8 кг води).

Якщо проаналізувати, куди саме йдуть майже 4,7 т енергоресурсів ( у перерахунку на нафту), які припадали у 2000 р. на одного громадянина розвинених країн, то виявиться, що більша їх частина витрачається на створення комфортних умов життя: гарячу воду, опалення, роботу електроприладів, індустрію розваг. На жаль, ми не поспішаємо виконувати положення міжнародних угод, що передбачають скорочення витрат “на комфорт”. Зараз нам залишається самим навчитись економити енергію, тому ...

Зроби це вдома !

Зміни поведінку. Мимоволі здивуєшся. Побачивши, як багато енергії можна заощадити, просто позбувшись деяких звичок. Отже – вимикайте непотрібне вам світло, не залишайте ввімкненим без потреби кран, кип’ятіть в чайнику

5

стільки води, скільки вам дійсно потрібно

Використовуй важкі штори на вікнах і дверях. Запнені на ніч штори з товстої матерії на вікнах (але не закривайте радіатор!) не випускають з кімнати тепле повітря

Використовуй фольгу за радіатором. Наклейте на стінку поза радіатором металеву фольгу. Вона відіб’є тепло в кімнату і не дасть йому просочитись крізь стіну назовні

Зроби “змію під дверима”. Це – просто товстенька “ковбаска” з тканини, прибита до низу дверей, що не створює протягів

Використовуй килимки. Вони знизять втрати тепла через підлогу та додадуть відчуття комфорту

Закривай двері і вікна. Не лінуйся зачиняти за собою двері, пересвідчуся, що віконні засувки справні, а вікна щільно зачиняються. Якщо ні, створи перепону виходу теплого повітря (наклей смужки з паперу, тканини, найкраще – пластикова смужка)

6

Бережи свій холодильник. Не став його в гарячому місці (біля плити, пральної машини, на сонці). Раз на рік зчищай шар пилу з трубок на задній стінці холодильника. Став його так, щоб повітря вільно проходило крізь трубки на задній стінці. Відкривай його лише по потребі і на короткий проміжок часу

Вимикай електроприлади ! В багатьох нових телевізорах, відео є функція “standby” – це означає, що хоча вони й не працюють, але все одно споживають електроенергію. Величезну кількість енергії можна було б заощадити, якби ми всі вимикали свої телевізори, відео, комп’ютери по-справжньому.

Тема: Нетрадиційна енергетика в УкраїніМета: Узагальнити дані про стан та проблеми ПЕК в Україні, познайомитись з можливостями та перспективами розвитку нетрадиційної енергетики в регіонах України.

Хід уроку:І. Організаційний момент.ІІ. Актуалізація навчальної діяльності.Вчитель: Нерідко ми на регіональному рівні вже відчуваємо, що у ПЕК України існують проблеми. У чому причина? На сьогодні втрачено повністю темпи наукових досліджень, які склалися у 1991 – 1995 рр. Не фінансуються розпочаті розробки, створені зразки нових технологій та новітньої техніки не застосовуються у виробництві, знижується технічний рівень експлуатації устаткування, яке давно вичерпало розрахунковий ресурс і потребує сучасного наукового обґрунтованого підходу до продовження його експлуатації, високі внутрішньогалузеві енерговитрати на виробництво та транспортування електричної та теплової

7

енергії. Крім того, ПЕК повністю позбавлений можливості спиратись на науку у вирішенні питань реструктуризації, реорганізації. Це все стало причиною створення проекту плану наукових та науково-технічних робіт, що містить пріоритетні напрямки та завдання розвитку енергетики. Вони є складовою Національної енергетичної програми України на період до 2010 року. Як же можна покращити ситуацію у ПЕК, зокрема в енергетиці?ІІІ. Повідомлення теми уроку.ІV. Розкриття теми уроку.1. Напрямки Національної енергетичної програми України на період до 2010 року, що стосуються енергетики.Повідомлення учня.Напрямки включають в себе:

– ефективне використання вітчизняних енергетичних ресурсів з вирішенням екологічних проблем, що при цьому виникають;

– створення нових видів енергообладнання, яке відповідає сучасним

вимогам надійності, економічності та екологічності з організацією вітчизняного виробництва котельних агрегатів;– комплексна автоматизація технологічних процесів

усього циклу виробництва, передачі, розподілу та споживання електроенергії;

– науково-технічне супроводження роботи галузі.Вчитель: Згідно з планом розвитку енергетики України внесок нетрадиційної енергетики у виробництво тільки електроенергії в Україні у 2010 році повинен становити 10,2 млрд.кіловат на годну, що становить 36% від загального її прогнозованого виробництва. Такий план є дуже привабливим, а його реалізація вивела б Україну у першу десятку країн Європи за показниками використання нетрадиційних та відновлювальних джерел енергії.2. Нетрадиційна енергетика в Україні:а) Україна поміж інших країн Європи у цьому питанні; – Україна має такий самий потенціал нетрадиційних джерел енергії, як Франція, Польща, Угорщина та ін. країни Європи. А за деякими джерелами навіть випереджає інші країни,

8

адже за територією, а отже й потенціалом сонячної енергії чи геотермальних вод, наша країна більша, ніж Чехія чи Словаччина, Європейська енергетична комісія прийняла рішення про те, щоб у країнах, що входять до ЄС, мінімум 6% теплової енергії вироблялося за рахунок нетрадиційних джерел енергії. У 2010 році планується довести цей рівень до 15% у Німеччині, Франції, Голландії. Водночас у США, штат Каліфорнія 60% всієї енергії вже вробляється за рахунок нетрадиційних джерел енергії.

Українська ж енергетика поки що залишається поза світовими тенденціями у цьому аспекті. Хоча документально ми постійно йдемо в ногу з часом. Так, ще наприкінці 1997 року було схвалено урядову Програму державної підтримки розвитку нетрадиційних джерел енергії та малої гідро- і теплоенергетики. Тоді ж було прийнято Закон “Про альтернативні види рідкого та газового палива”.

Україна має всі необхідні природні ресурси та виробничі потужності для розвитку своєї нетрадиційної енергетики.

б) сонячна енергетика.Повідомлення учня. Необхідність розвитку сонячної енергетики визначається її величезним технологічно-доступним потенціалом, який становить більше 10 тис. мегават. Річна сумарна радіація на горизонтальну поверхню на території України становить 1150-1350 кіловат-годин на квадратний метр. Особливо перспективними для розвитку сонячної енергетики є південь України, де сонця і сонячних днів більше, ніж у інших областях. Тому в м. Одеса створений “Центр сонячної енергії”. Серед завдань центру – ідентифікація науково-технічного та виробничого потенціалу в сфері нетрадиційної енергетики. А також аналіз технічних, екологічних та економічних можливостей використання на півдні України систем, які працюють на сонячній енергії. Тут же формується база даних про чинних і потенційних виробників систем, які використовують альтернативні види енергії, і про споживачів їх продукції. Забезпеченням гарячого водопостачання за рахунок використання сучасних сонячних систем водонагрівання тільки у літні місяці можна заощаджувати до півмільйона тонн умовного палива на рік. в) використання геотермальних вод.Учень.

9

Хоча Україна не належить до регіонів, де енергетичні можливості надр Землі ... б’ють ключем, на її території можна успішно організовувати видобуток у промислових масштабах геотермального теплоносія. Прикладом широкого використання геотермальної енергії можуть слугувати Франція, Італія, Угорщина – країни з аналогічними до України гідротермічними умовами. На Україні найперспективніше є використання геотермальної енергії з пробурених свердловин, які вже перестали давати нафту. Найбільш перспективний для використання такої енергії – Крим, Закарпаття, Прикарпаття, Чернігівська, Донецька, Полтавська, Одеська, Харківська, Луганська, Херсонська, Запорізька області. Потенціал геотермальної енергетики дозволить досягти через 20 років щорічної економії палива в обсязі, еквівалентному спалюванню до 10-15 млн. тонн вугілля на рік.г) використання вітрової енергетики.д) інші види палива.Вчитель: Значний економічний потенціал має таке нетрадиційне паливо, як біомаса, газ з біомаси, газ малих некондиціонованих родовищ, попутний нафтовий газ, метан вугільних родовищ. Щодо метану вугільних родовищ, то Інститутом холоду, що заходиться в Криму, розроблена технологія його використання у комунальному господарстві, але через брак коштів вона не може бути реалізована. Загальні обсяги таких видів палива оцінюються фахівцями у 100 млн. тонн умовного палива. Розвиток і використання нетрадиційних джерел енергії – це перший крок до реальної інтеграції України в Європу.

V. Домашнє завдання: Повторити про нетрадиційні джерела енергії, підготувати повідомлення про використання і виробництво енергії з біомаси і газу з біомаси.

Тема: Пошук і стратегія енергозбереженняМета: шляхом глибшого вивчення проблеми енергозбереження знайти і запропонувати шляхи чи засоби, які можна використати на місцевому чи регіональному рівні для економії тепла та електричної енергії;в и х о в у в а т и: бережливе ставлення до природних ресурсів, відчуття особистої відповідальності та участі в розв’язанні проблеми енергозбереження.Тип уроку: факультативний урок – мозкова атака.

10

Хід уроку:І. Організаційний момент.ІІ. Актуалізація навчальної діяльності.Вчитель: Енергія – це сила, яка керує життям. Постійний потік енергії створює і гарантує життя на Землі. Енергія необхідна для забезпечення функціонування будь-якої істоти чи держави. Ми споживаємо енергію в двох формах: термінальній (тепло) та електричній. Більшість енергії використовується для опалення, нагріву гарячої води, освітлення.

Україна споживає нині близько 170 млрд. кВт електроенергії на рік. Багато це чи мало? Яка ваша думка? (Учні роблять свої висновки). Вчитель продовжує. Енергетики кажуть мало і роблять все для добудови двох атомних блоків – мільйонників. Хоча у квітні 2001 року Парламентська асамблея Ради Європи поставила під сумнів доцільність таких добудов на Хмельницькій та Рівненській АЕС. Встановивши, що однією з проблем України, яку вона успадкувала від радянських часів є “неефективне використання енергії. Воно накладає зайве навантаження на енерго-атомні та інші станції. Система регулювання тепла для багатоквартирних будинків така: коли потрібно пристосуватися до погоди й охолодити приміщення, зробити це можна лише відкривши вікна. Архаїчні умови виробництва та споживання електроенергії (Україна втрачає майже 30% виробленої електроенергії) привели до глухого кута...”. Як же з нього вийти? І чи можна покращити ситуацію? Саме про це ми поговоримо на сьогоднішньому занятті.

ІІІ. Повідомлення теми заняття.ІV. Розкриття теми.1) Що можуть технології? З 1990 по 1999 роки вироблення енергії знизилося в 26 разів, але при цьому питомий викид токсичних речовин на 1 КВт в атмосферу зріз на 27%. За останні 9 років практично не вкладалися кошти в екологію енергетики України. Нині Україна споживає у 20 разів більше енергії на одиницю продукції, ніж країни Західної Європи. З цих та інших причин президентом України Л.Д.Кучмою підписано розпорядження про створення нової енергетичної стратегії держави на період до 2030 року і на подальші перспективи.

Які б пункти ви внесли до даної стратегії?

11

Учень 1: вважаю, що варто звернути особливу увагу на розробку технічних рішень, які можна було б здійснити в Україні, незважаючи на застаріле обладнання електростанцій та котелень і збалансувати кількість викидів.

Прикладом може слугувати освоєння та використання парогазових технологій.

В Україні є всі можливості для створення досить економічних ПГУ (парогазових установок) на базі промислових і опалювальних котелень і газоперекачувальних станцій. Тим більше, що вітчизняними підприємствами енергомашинобудування налагоджений випуск газотурбінних установок. Чисельними експериментами встановлено, що застосування ПГУ за будь-якою схемою утилізації теплоти відпрацьованих газів підвищує у декілька разів ефективність роботи теплоенергетичних установок і забезпечує економію пального. За оцінкою, електричні потужності, які вводяться за рахунок створення міні-ТЕЦ з паро газовими технологіями можуть становити 10 – 15% загальної електрогенеруючої потужності країни, а економія умовного пального майже 10 – 12 млн. тонн при цьому вдвічі, порівняно з ТЕЦ зменшується кількість шкідливих викидів в атмосферу.

Учень 2: Я б запропонував впровадити біоконвенсію органічних відходів. Ця технологія є однією з найбільш прогресивних, економічно ефективних та екологічно прийнятних. При цьому є змога раціонально використовувати органічні речовини та заощаджувати запасену у них енергію. Біоковенсія органічних речовин для вторинного одержання енергоносіїв включає анаеробні мікробіологічні процеси двох напрямків: метанового зброджування з одержанням біогазу; спиртового зародження з одержанням етанолу, бутанолу, бутандіолу. Привабливішим є перший процес, він економічно набагато ефективніший і сировинно різноманітно. Дану технологію слід застосовувати у місцях розвитку с/г, лісової та харчової промисловості, тому що вона утилізує, знезаражує і дезодорує відходи саме цих виробництв. Крім того, як біореактори з невеликими доробками можуть бути використані ємності, що застосовуються у цих же галузях.

На кафедрі теплоенергетики Вінницького державного технічного університету була проаналізована потенційна ресурсна база та показники використання процесу анаеробної переробки органічних відходів тваринництва у Вінницькій області станом на кінець 2000 року. Установлено, що річні показники є такими:

Кількість відходів – 9,07 млн.т./рік12

Вихід біогазу – 1507 млн.м3

Виробка електроенергії на біогазі – 307,9 млн.кВт/год Виробка теплової енергії за рахунок утилізації – 1742

тис.ГДж Загальний дохід – 119 млн.у.о.Таким чином, використовуючи систему біоконвенсії

органічних відходів можна будувати енерго- та ресурсоощадні економічно збалансовані технології в аграрному та агро переробному виробництві.

Учень 3: Я б до даної стратегії вніс пункт, який стимулював би використання теплонасосних установок в автономних системах теплопостачання, у централізованому. Така технологія є енергозберігаючою, тому що передбачає утилізацію відхідних газів після газового двигуна. Застосування теплонасосних станцій з дизельними двигунами зумовлює економію пального порівняно з водогрійними котельнями на 21%, спричиняє зменшення витрат кисню на процеси горіння, шкідливих викидів у атмосферу і витрат електроенергії на роботу самої установки.

2) А що можу я?У розв’язанні енергетичної проблеми мають сказати

своє слово вітчизняна наука та техніка, запропонувавши нові технології. А що можемо реально зробити ми з вами?

Учень 4: Оскільки значна кількість енергії витрачається на освітлення, ми в змозі знизити і показники. Перш за все створивши у помешканнях загальне та місцеве освітлення, використовуючи лампочки різної потужності, відкриті світильники, торшери, абажури. А ще необхідно впровадити вимикачі з регуляторами потужності струму (натискаєш слабше – лампочка світить слабо, сильніше – більше, або після натиску світить декілька хвилин, а потім гасне).

Учень 5: Велику кількість енергії споживають електроприлади, без яких сучасна людина не мислить існування. Ми теж самі у змозі зменшити у цьому розрізі енергоспоживання. Якщо ми усі разом скоротимо роботу телевізора лише на 8 хвилин на добу, то зекономимо 200 млн.кВт/год електроенергії. А одного заощадженого кіловата вистачає для виробництва 5 кг олії, 14 кг борошна, 30 кг хлібобулочних виробів. Ми можемо на менший час і не так часто відкривати двері холодильника і частіше його розморожувати.

13

Учень 6: Якщо говорити про обігрівання приміщення, то ефективнішим є централізоване опалення, що дозволяє регулювати температуру помешкання в залежності від стану погоди і часу доби, необхідності підтримувати температуру.

А ще, щоб зберегти температуру помешканні (при централізованому чи автономному опаленні) між радіаторною батареєю та стіною можна розташувати своєрідний екран з алюмінієвої фольги або теплозахисний екран з амонієвим покриттям: фольга віддзеркалює тепло, яке випромінює радіатор, і спрямовує його назад у кімнату – а це на 4% зменшить витрати на опалення приміщення.

Якщо всі українські сім’ї, які споживають природний газ, зменшать його витрати всього на 1%, то зарік країна заощадить понад 40 млн. кубометрів голубого палива.

Учень 7: Просочування повітря зазвичай є найбільшим джерелом втрат енергії в будинках. Вони складають щонайменше 40% усіх витрат тепла. Тепле повітря виходить, а холодне заходить через маленькі щілинки в усіх частинах будинку. Такі втрати найдешевші для їх запобігання. Потрібно лише загородити повітряні проміжки відповідним матеріалом. Можна використовувати гумові та поролонові стрічки і утеплювачі, силіконові стрічки. Крім того потрібно стежити за наявністю штапиків і неушкодженістю скляної поверхні. В Україні в результаті проведення утеплюючи робіт температура помешкань зросла на 1,5оС.

Вчитель: Дані утеплюючі роботи та роз’яснення до них, навчання проводять енергетичні бригади. Але ми і самі можемо це зробити у своїй школі та оселі.

V. Підсумок уроку.Проте разом з усіма згаданими проблемами

енергозбереження має ще один аспект – ментальність самих громадян. Нам самим потрібно навчитись бути заощадливими. Тому у розрізі розв’язання проблеми енергозбереження ми повинні:

1. Змінити поведінку. Мимоволі здивуєшся, побачивши, як багато енергії можна заощадити, просто позбувшись деяких звичок. Отже – вимикайте непотрібне вам світло, не залишайте ввімкненим без потреби кран, кип’ятіть в чайнику стільки води, скільки вам дійсно потрібно...

14

2. Використати важкі штори на вікнах і дверях. Запнені на ніч штори з товстої матерії на вікнах (але не закривайте радіатор!) не випустять з кімнати тепле повітря.

3. Використати фольгу за радіатором. Наклейте на стінку поза радіатором металеву фольгу. Вона відіб’є тепло в кімнату і не дасть йому просочитись крізь стінку назовні.

4. “Змія” під дверима. Це – просто товстенька “ковбаска” з тканини, прибита до низу дверей, що не впускає протяги.

5. Використовувати килими. Вони знизять втрати тепла через підлогу та додадуть відчуття комфорту.

6. Закривати двері і вікна. Не лінуйтесь зачиняти за собою двері. Пересвідчитись, що всі віконні засувки справні, а вікна щільно зачиняються.

7. Берегти свій холодильник. Не ставте його в гарячому місці (біля плити, пральної машини, на сонці тощо). Раз на рік зчищайте шар пилу з трубок на задній стінці холодильника. Ставте його так, щоб повітря вільно проходило крізь трубки на задній стінці.

8. Вимикати електроприлади! В багатьох нових телевізорах, відиках тощо є функція “standby” – це означає, що, хоча вони й не працюють, але все одно споживають енергію. Величезну кількість електроенергії можна було б заощадити, якби ми всі вимикали свої телевізори по-справжньому.

11 клас Тема уроку: “Енергетичні ресурси”

Мета уроку: Розширити уяву про традиційні та нетрадиційні джерела енергії у світі; дати їм характеристику та оцінку використання.

Тип уроку: мозкова атакаВступне слово вчителя.

Серед різних факторів, обмежуючих розвиток індустріалізованого суспільства, на першому місці стоять ресурси і запаси енергії. Розпізнають практично невичерпні в масштабі планети і вичерпні джерела енергії. До перших належать сонячна енергія, вітрова енергія, припливно-відпливна, хвильова, геотермальна, використання яких у значних масштабах поки що складне. До інших належать

15

ресурси “одного урожаю”: різні види каустобіолітів і мінеральних неорганічних утворень (за типом уранових руд), які формуються в надрах мільйони років.

Споживання енергії в світі іде згідно з експонентним законом. Якщо світове споживання енергії за часів Римської імперії прийняти рівним 1, то на початок ХІХ сторіччя цей індекс дорівнював 3, а в наш час – 500.

З 1850 р по 1950 р споживання енергії збільшувалось на 2,5% щороку, а з 1970 р – на 9% і більше. Кількість використовуваної енергії зростає за рахунок вуглеводневої сировини; на долю нафти припадає 45%, а на долю природного газу – 21% світового споживання (за даними на 2000 р). Промисловий видобуток нафти почався в 1857 р (Румунія) – 1860 рр (Росія, Кубань) і зростав щорічно на 8,5%, що відповідало періоду подвоєння видобутку – 8 років. Недовгий спад в видобутку та споживанні нафти виник слідом за “нафтовою кризою” 1973 р, однак, вже в 1975 р зростання поновилося і триває до цього дня. Природно, виникає питання про достатність запасів нафти та інших видів вуглеводневої сировини.

І. Характеристика природних традиційних джерел енергії.

Нафта. Одні автори вважають, що до 2015 р запаси нафти вичерпаються, інші вважають нафту перспективним енергоносієм приблизно на 30 років. Потрібно назвати також природні продукти перетворення нафти в різних фізико-хімічних умовах (бітуми) в геологічному минулому і рідкі вуглеводні, що знаходяться в гірських породах в дисперсному стані, запаси яких перевищують запаси нафти.

В залежності від методичного підходу, пов’язаного з політикою цін, з відмінністю політичних і економічних інтересів виробників і споживачів, з кон’юнктурними міркуваннями і рядом інших факторів, світові потенційні ресурси нафти і газу оцінюються по-різному, іноді розрізнюючись у 3-4 рази. Наприклад, за даними Французького інституту нафти, світові потенційні запаси нафти (без країн колишньої РЕВ) оцінюються у 146-435 млрд. т, а природного газу – 170-440 трлн.м3. Цікаво відзначити, що найбільш низькі оцінки ресурсів вуглеводневої сировини наводяться експертами найбільших нафтових монополій (“Мобіл”, “Шелл”, “Брітіш Петролеум” і ін.), які зацікавлені в підвищенні цін на нафту і газ.

16

Такий розкид значень не дає достатньо об’єктивного уявлення про те, скільки вуглеводневої сировини залишилося в надрах планети. Критичний огляд цих даних дозволив відомому фахівцю у цій області М.С. Модельовському оцінити запаси нафти, яка видобувається за допомогою існуючих технічних засобів, у 320 млрд. т, а природного газу–у 400-500 трлн.м3 (з урахуванням країн колишнього РЕВ запаси нафти можуть складати приблизно 500 млрд. т, а газу – 800 трлн.м3).

Беручи до уваги зростаючі потреби людства у вуглеводневій сировині, запасів нафти вистачить приблизно на 130 років, а газу на 200 років. Мабуть, це один із най оптимістичних варіантів прогнозу. Хоча деякі дослідники вважають, що за існуючої швидкості зростання споживання нафти і газу їх запаси будуть вичерпані вже до 2015 року, тобто може статися що історія нафти буде не багато більша за 150 років.

Увага!Щорічно в країнах світу видобувається 3,5 млрд. т

нафти. Ясно, що в доступному для огляду майбутньому навряд чи істотно зміниться частка вуглеводневої сировини в світовому енергетичному

балансі. Розвідані запаси нафти в Україні складають близько 250 млн. т, а потреби 50-55 млн. т/рік. За даними НАНУ забезпеченість

України нафтою становить 8%.

Природний газ. Перспективний на 30-50 років, але оскільки світові ресурси оцінюються в 500 трлн.м3 (по М.С. Модельовському без країн колишньої РЕВ, а з урахуванням їх – до 800 трлн.м3), то можливість використання природних газів можна розглядати як далеку перспективу. Крім того, необхідно мати на увазі не тільки вільні, але й розчинені форми природних газів, значні скупчення газогідратів і т.д. Власні запаси природного газу в Україні складають близько 1 трлн.м3 (для порівняння в Росії 53 трлн.м3, на Близькому Сході 33 трлн.м3, в Ірані 13 трлн.м3), а річне споживання складає 120 млрд.м3 при власному видобуванні 24 млрд.м3 (20% потреби). За рахунок шахтного метану можна отримати в найближчі роки 3 млрд.м3. У екологічному відношенні природний газ є більш ефективним енергоносієм. За даними НАН України забезпеченість України природним газом становить 22%.

Виходячи з оцінки потенційних ресурсів (біля 6,4 млрд. тонн умовного палива – ТУП) в Україні розвідано менше 40% запасів викопних вуглеводнів. Наявні резерви вуглеводневої сировини (біля 300 родовищ, експлуатується близько 200 нафтових, газових і газоконденсатних родовищ) складають

17

230 млн.т нафти і 1165 млрд.м3 газу і згідно з розрахунками забезпечили б можливість видобутку нафти на рівні 7-8 млн. т і газу – 30-35 млрд.м3 на рік (державна програма “Нафта і газ України до 2010 року”). Характерним прикладом негативного впливу на екологічну ситуацію є викиди нафти, газу і пластової води, забруднення прісних поверхневих вод і ПВ, загазованість атмосфери і ґрунтів та інше.

Слід зазначити, що в світовому енергетичному балансі в 1989 році на частку викопного органічного палива припадало 78%, причому основна частина паливно-енергетичних потреб задовольнялася за рахунок вуглеводневої сировини (ВВС). У зв’язку із виснаженням запасів ВВС потрібно здійснювати енергозбереження, підвищувати ефективність теплоізоляції, впроваджувати когенерування (розміщення електрогенератора разом з джерелом енергії всередині будівлі, коли економиться 30% палива) та інші засоби. Економія і раціональне використання ВВС дозволить пом’якшити парниковий ефект, скоротити масштаби кислотних опадів, знизити приземний рівень озону і т.д.

Вугілля. Світові запаси бурого і кам’яного вугілля, антрацитів значні, тому вони вважаються перспективними для використання на 100-300 років. Щорічно в країнах світу видобувається 44,5 млрд. т вугілля. Загальні запаси вугілля в Україні оцінюються в 43,3 млрд.т, що при існуючому рівні видобутку буде достатньо на 70-100 років. Економічна ефективність використання вугілля як енергоносія звичайно низька, а екологічні наслідки вельми негативні. За даними НАН України забезпеченість держави вугіллям становить 95%. Потрібно зазначити, що донецьке вугілля на 40% представлене коксами, а на 10% антрацитами, тому використання їх як паливо є нераціональне.

Горючий сланець. Запаси горючих сланців значні, але використо-вуються незначно. Мало перспективні через значні відходи і викиди, що важко усуваються. В Україні можуть використовуватися горючі сланці Болтіського родовища і мені літові сланці Карпат.

Торф. Запаси торфу значні: 150 млрд. т (по вуглецю), з щорічним накопиченням 210 млн.т (по вуглеводу). Використання торфу мало перспективне через високу зольність і комплекс екологічних порушень.

18

ІІ. Ядерна енергетика. Стан, проблеми, перспективи.

Енергія штучного атомного розпаду і ядерного синтезу. Серед традиційних джерел енергії особливе місце посідає атомна енергетика. Після Чорнобильської катастрофи і аварії на інших АЕС відношення до розвитку атомної енергетики стало неоднозначним. Так, у Швеції парламент постановив до 2010 року демонтувати усі АЕС. Франція не буде більш розвивати атомну енергетику, а інші розвинені країни переглядають своє відношення до атомної енергетики. Навіть якщо виходити з того, що імовірність аварії на АЕС надзвичайно мала, то це не виключає проблеми забруднення біосферних середовищ при видобутку уранової руди, при отриманні радіоактивної сировини, похованні радіоактивних відходів тощо. Наприклад, на березі річки Колумбія (США) розташована АЕС; радіоактивність води незначна, а концентрація радіонуклідів у рибах та птахах у десятки тисяч разів більша, ніж у воді.

Радіоактивні компоненти накопичуються в біосферних середовищах і можуть обернутися загибеллю для людської популяції. Один американський учений-атомник так образно охарактеризував атомну енергетику: “Дракон мертвий, тільки він про це не знає”. Запаси атомної енергії фізично

невичерпні, але екологічно вона надто небезпечна доти, поки не буде знайдений спосіб дезактивації радіоактивних відходів. На частку АЕС в 1989 році припадало 5% від загальної кількості виробленої енергії. Вироблення електроенергії на АЕС України (75239 млн. кВт/годин) становить понад 43% від загального обсягу виробництва електроенергії. Що ж до термоядерної енергії, яка отримується в ході злиття (синтезу) більш легких ядер в більш важкі, то використання її поки вельми проблематичне. Термоядерні реакції некеровані і поки немає розробок, що дозволяють управляти ними. Крім того, немає речовин, здатних витримати температури 3 109 оС.

Необхідно зазначити, що на всіх етапах ядерного паливного циклу (видобування – збагачення уранової руди – ядерне паливо – АЕС – повторна обробка по витяганню урану, плутонію – поховання радіоактивних відходів) відбувається надходження радіоактивних речовин в довкілля і існує різна міра екологічного ризику. Існують не лише екологічні, але й економічні обмеження розвитку ядерної енергетики. Так, в

19

США в 2000 році планувалося ввести в дію 1000 атомних реакторів, але починаючи з 1975 року замовлення на будівництво АЕС скоротилися. Причиною цьому були соціально-економічні і екологічні причини. Зокрема, при будівництві АЕС виникають такі проблеми:

нові стандарти по безпеці АЕС збільшують їх вартість у 5 разів;

протест громадськості (“радіофобія”) призводить до затримки пуску АЕС, тому витрати зростають і це лягає на плечі споживачів енергії;

робота АЕС пов’язана з ризиком за лічені хвилини великі прибутки перетворити в колосальні збитки;

термін служби АЕС складає не більше 30 років через “крихкість” металевих конструкцій і т.д., що також підвищує вартість електроенергії (витрат на будівництво повинні окупатися швидко);

енергія, що виробляється на АЕС, не використовується транспортом, як ВВС, оскільки поки що мало електромобілів.

У нерозсудливому прагненні до широкого розвитку АЕС в 60-70 рр. проблеми ліквідації ядерних реакторів ігнорувалися, хоча в цій серйозній проблемі існують як екологічні, та і економічні аспекти. Для демонтажу близько 350 атомних реакторів (включаючи створення об’єктів зберігання) буде потрібно 63 – 270 млрд. доларів. У разі демонтажу діючої АЕС треба буде знешкодити 150 млн. куб. фунтів низько активних відходів, тобто в 70 разів більше ніж утвориться щорічно на АЕС всього світу, а також забезпечити поховання більше ніж 100 тис. тонн високоактивних відходів, їх ізоляцію від людей на 10 тис. років. Витрати на демонтаж АЕС, що закривається, зростають в середньому на 15% щороку, подвоюються кожні 5 років. Посилювання нормативних актів збільшує вартість видалення радіоактивних відходів.

Вчитель.Якщо у 1900 році 90% енергетичних потреб людства

забезпечувалося вугіллям і 4% - нафтою, то у наступний час картина істотно змінилася на користь вуглеводневої сировини. За даними Б. Скінера на частку нафти припадає 45%, а природного газу 21% (у США відповідно – 32% і 37%; тому там широко розвинена мережа газопроводів). Ці дані наведено за станом на 1990 р, але і в наш час картина навряд чи істотно змінилася і близько 70% енергії продовжують отримувати за рахунок вуглеводневої сировини.

Альтернативні, екологічно більш чисті джерела енергії (сонячна, вітрова, припливна, геотермальна і ін.) поки що

20

використовуються недостатньо і навряд чи відтіснять на другий план у найближчий час вуглеводневу сировину. Й хоча використання вуглеводневої сировини і інших горючих корисних копалин нерозумно як у екологічному, так і в економічному плані, їх продовжують спалювати для задоволення все зростаючих енергетичних потреб індустріалізованого суспільства.

Використання нафти для отримання енергії подібно до того, щоб піч розпалювати асигнаціями.

Д.І. Менделєєв

Навіть у розвинених країнах лише незначна частина нафти використовується як цінна хімічна сировина (наприклад, у Франції лише 7% імпортованої нафти), а решта спалюється для одержання енергії. Певно, що коли людство дійсно вступить в ноосферу, то усвідомить свою глибоку помилку, але запаси горючих корисних копалин, особливо нафт та природних газів, до того часу можуть виявитись вичерпаними. Про колосальні розміри споживання викопного органічного палива можна судити за такими даними: загальна маса палива, спаленого у 1959 р еквівалентна 5% загальної кількості сонячної енергії, яка поглинається щороку усіма автотрофами (продуцентами) БС і потім перетворюється на органічні сполучення. У наш час ця величина може бути збільшена приблизно удвічі. При пошуках, розвідці, розробці, транспортуванні, переробці і практичному використанні горючих корисних копалин відбувається забруднення усіх біосферних середовищ.

Гідроенергетика і атомна енергетика також призводять до негативних екологічних наслідків. Однак, відмова від зазначених джерел енергії для більшості країн означала б енергетичну кризу. Багато атомних реакторів несуть потенційну небезпеку й потребують реконструкції, проте частка атомної енергетики продовжує зростати.

Підсумовуючи відомості про енергетичні ресурси, необхідно зазначити, що існують різні оцінки енергетичного потенціалу Землі. За даними при перерахунку в ТУП наша планета має потенціал: біомаси – 5,6, гідро-енергетики – 2,8, геотермальної енергії – 2,8, енергії припливів і відпливів – 0,04, сонячної енергії (сонячні елементи, колектори та інші) – 6,3 ТУП. У сумі цей потенціал більш ніж в 2 рази перевищує витрати енергії, яка в цей час витрачається в світі.

21

Таким чином, великі надії можна покладати на такі пальні корисні копалини, як торф, бурі і кам’яні вуглі, горючі сланці, бітумінозні породи, газогідрати, але їх використання у широких масштабах призведе до ще більшої деградації БС через забруднення природних середовищ (за виключенням газогідратів, практичне використання яких ще вельми проблематичне). Слід зазначити, що запаси вуглів на порядок вищі в порівнянні із запасами нафти, яка видобувається, (1 барель або 136,4 кг нафти еквівалентний 0,22 т вугілля і дозволяє одержати при спалюванні 6 109

Дж). Одержання ВВС із вуглів і інших твердих каустобіолітів у значних масштабах може призвести до негативних екологічних наслідків. За даними Французької комісії з атомної енергії з 1850 р по 2000 р сума споживання енергоресурсів людством склала 350 млрд. т вугільного еквіваленту (на їх думку, вугілля вистачить іще на 300 років, а нафти і газу на 50 років). Пам’ятаючи про те, що запаси основних традиційних джерел енергії не безмежні, уже застосовуються засоби до їх більш раціонального використання, впроваджуються нові малоенергоємні технології. Провадяться роботи по використанню альтернативних джерел енергії:

геліоенергетика (геліоконденсатори, сонячні батареї); біоенергетика (виробництво біомаси, біосинтез водню, рідке

біопаливо – етанол, рослинна олія і ін., сміттєспалюючі установки, “деревні таблетки” – паливо із деревних відходів);

вітроенергетика; альтернативна гідроенергетика (“малі” ГЕС, припливні і

хвильові електростан-ції; станції, які використовують енергію морських течій);

енергетика, що використовує різницю температур (високо градієнтні установки геотермальної енергії “мокрого” і “сухого” типу, низькотемпературна енергетика, що використовує різницю температур глибин і поверхні моря, теплові насоси і т.д.);

вторинна енергетика (яка використовує скидне тепло); космічна енергетика (отримання енергії на спеціальних

штучних супутниках Землі з вузькоспрямованою її передачею на наземні приймачі).

ІІІ. Нетрадиційні джерела енергії.

Сонячна радіація. Практично невичерпні енергоресурси (в 13 тис. раз більше сучасного рівня використання енергії людством), слабо використовуються.

22

Вельми перспективна як енергетичний ресурс в рамках природного надходження, але мало концентрована. Використовується обмежено природним стоком енергії з біосфери. За прямим використанням геліоенергетики на душу населення перше місце займає Кіпр, де 90% котеджів і велике число готелів і будинків мають сонячні водонагрівачі. У Ізраїлі 65%, а в США тільки 0,5% гарячого водопостачання за рахунок геліоенергетики.

За допомогою фотоелектричних перетворювачів сонячне випромінювання перетворюється на електричний струм. За вартістю електрична енергія, що виробляється таким чином, дешевша за енергію АЕС і може конкурувати з ТЕС. У Каліфорнії вже побудована сонячна електростанція, що забезпечує електроенергією близько 2,5 тис. жителів будинків (дзеркала на площі декілька га фокусують сонячне світло на котлі, який знаходиться на вершині вежі; висока температура перетворює воду на пару, що приводить в рух турбогенератор).

Перспективні сонячні ставки, тобто штучні водоймища, що заливаються розсолом, понад яким знаходиться прісна вода. Сонячні промені проходять крізь прісну воду і поглинаються більш густим розсолом, перетворюючись при цьому на тепло, а гарячий розсіл використовується для обігрівання приміщень. Існують і інші засоби використання сонячної енергії. У Криму (поблизу Керчі) діє експериментальна геліоелектростанція; вода нагрівається і перетворюється на пару з температурою до 300°С, обертаючи турбіну з генератором. Потужність станції 1200 кВт, але вважається, що на її принципі можна створити станцію потужністю 100 тис. кВт, яка займе набагато більшу площу земель. У Японії в 1998 p встановлено майже 7 тис. дахових (“roof-top”) онячних систем; у кінці 1998 p німецький уряд оголосив мету – 100 тис. дахів у країни, а Італія – 10 тис. дахів.

Вітроенергетика. Причина вітру – нерівномірне нагрівання атмосфери сонячними променями. При досить високій швидкості і стійкому режимі вітрів вважається перспективне використання вітроустановок. Чим більші лопаті, тим більша потужність вітроустановки, але тим більше ризик поломки (розмах лопатей може сягати більше за 100 м), тому більш ефективним є використання невеликих за розмірами вітроустановок з розмахом лопатей до 17 м і потужністю 100 кВт. Від 50 до декількох тисяч таких установок утворюють вітростанцію (наприклад, на сході від

23

Сан-Франциско). При цьому вартість 1 вата складає близько 1 долара. Найбільш поширені (декілька сот тисяч) вітроустановки потужністю до 15 кВт, хоч є розробки установок до 3–4 тисяч кВт.

В Астрахані випускали вітроустановки “Циклон-6” потужністю 2 і 4 кВт. Вітроустановки працюють в цей час більш як в 100 країнах світу. В Україні перспективи вітроенергетики пов’язуються з південними регіонами і з північною частиною Криму. Є перспективи для використання їх в регіонах з постійними вітрами (Канада, Данія, Нідерланди і т.д.). Екологічна шкода від них мізерна. Перехід до сонячно-вітрової енергетики вже розпочався, як видно із тенденцій світового енерго-користування з 1990 до 1998 рік (річний приріст вітрової енергії – 22%, сонячної – 16%). Данія вже одержує 8% своєї електроенергії від вітру, окремі регіони Німеччини – 11%, Іспанії – 20%. Серед країн, що розвиваються, передує Індія з її 900 Мвт потужності. Китай у 1998 p запустив першу вітроелектростанцію потужністю 24 Мвт у Внутрішній Монголії. Зважаючи, що вартість виробництва електроенергії вітровими електростанціями падала з 1980 р до 1998 p, вітрова енергетика скоро стане важливішим джерелом енергозабезпечення.

Космічні промені. Всі види космічних випромінювань практично невичерпні, але дуже слабо використовуються. Вельми перспективні як енергетичний ресурс в рамках природного надходження, але мало концентровані. Використовуються обмежено природним стоком енергії з біосфери.

Енергія морських припливів і відпливів, океанічних течій. Це енергія, яка виникає під дією сили тяжіння Місяця на океанічну поверхню. Значна, слабо використовується, перспективна, але з обмеженнями (перехід в теплову енергію додає тепло в тропосферу, а тому і в біосферу). Припливи і відпливи, які змінюють один одного двічі на день, створюють енергію, яка використовується поки що на двох припливно-відпливних електростанціях (Росія, Франція). При припливі вода приводить в рух лопаті турбіни, а при відпливі нахил лопатей міняється на протилежний і генератори продовжують працювати.

Вироблення електроенергії рентабельне при амплітуді коливань рівня води не менше за 6 м, а таких місць на Землі близько 15. При спорудженні таких електростанцій порушується естетична цінність ландшафту, вони затримують намули, порушують природну циркуляцію і

24

перемішування морських і прісних вод, перешкоджають міграції деяких гідробіонтів і т.д. Потенціал їх незначний. Хвилі породжуються вітром. Вихід енергії у існуючих хвильових генераторів (з урахуванням витрат на будівництво і експлуатацію) дорівнює нулю або взагалі негативний. Можливості цього джерела незначні навіть на ділянках сталого хвилювання, наприклад, в прибережних частинах Англії, Ірландії і т.д. Малопотужні експериментальні установки діють в різних країнах. Передбачається використання енергії океанічних течій. Так, наприклад, виноситься проект створення і встановлення турбіни за течією Гольфстріму на глибинах 30-130 м, де швидкість течії становить 3,2 км/годину. За рахунок різниці температур верхніх і нижніх шарів морської води також утворюється енергія. Перспективи використання її пов’язуються з тропічними і субтропічними районами, де значні глибини океану спостерігаються поблизу берегів, а температура води знижується від 30°С на поверхні до 8-10°С на глибині 400-500 м. Сприятливі умови для створення таких станцій існують біля південно-західного побережжя Сахаліну, Кримського півострова, на Кавказькому побережжі Чорного моря, на Каспійському морі (Апшерон).

Геотермальна енергія. Енергія глибин Землі. Можуть бути використані природні виходи геотермальних вод, свердловини для отримання таких вод, а також енергія нагрівання газів і рідин, що закачуються у глибини. Поки що слабо використовується. В Росії існує тільки Паужетська гідротермальна електростанція на Камчатці; більшою мірою термальні води використовуються в Ісландії, Японії, Новій Зеландії. Є перспективна для використання, але з обмеженнями (перехід в теплову енергію додає тепло в тропосферу, а тому і в біосферу). Крім того, використання призводить до хімічного забруднення навколишнього середовища, оскільки термальні води часто містять агресивні і токсичні компоненти. Особливий практичний інтерес представляють зони аномально високих температур в надрах, куди можна закачати воду, а потім використати в теплоенергетичних цілях.

Потенційна і кінетична енергія повітря, води (льоду) і гірських порід (в тому числі енергія тиску і різниці тиску, сейсмічна енергія і т.п.). Значна, слабо використовується, перспективна, але з обмеженнями. Так, гідроенергетика небезпечна через порушення екологічного

25

балансу водоймищ і системи “океан – води суші”. У 1989 p на ГЕС світу отримано 6% всієї енергії. Наприклад, в США близько 300 ГЕС дають 13,5% електроенергії. Екологічно доцільне спорудження не великих і гігантських ГЕС, що порушують рівновагу річкових екосистем, а дрібних ГЕС.

Атмосферна електрика. Ресурси відносно обмежені. Не використовується.

Земний магнетизм. Має велике значення. По гіпотетичним уявленням поступово ослаблюється. Вірогідна необхідність відновлення або регуляції.

Енергія природного атомного розпаду і спонтанних хімічних реакцій. Інтенсивно використовується уран. Перспективи використання проблематичні через неліквідність радіоактивних відходів і небезпеку концентрації діючого начала.

Біоенергія. Ресурси значні, переексплуатовуються в одних місцях і видах (ліс) і недовикористовуються в інших (органічні відходи).

За рахунок спалення біомаси в 1989 p в світі виходило 11% виробленої енергії. Поки що здійснюється в основному пряме спалення. Близько мільярда бідняків в країнах третього світу використовують дрова як єдине джерело енергії. Вирубка кущово-деревного покривала є причиною ерозії і деградації ґрунтів. Для збереження лісових екосистем необхідне використання дров і відходів деревопереробки не більше 5% в енергетичному балансі. Навіть в США більше як 5 млн. будинків опалюються повністю, а 20 млн. будинків–частково, дровами, що призводить до деградації лісів і забруднення атмосферного повітря.

Перспективне використання біомаси для отримання біогазу (метану). Гній зброджують в анаеробних ферментах, отриманий біогаз використовують на видобуття електроенергії, а збагачений біогенами (або після зброджування) гній використовується як органічне добриво. 1 ват такої енергії обходиться приблизно у 80 центів, а на ТЕС і АЕС відповідно у 3 і 5 доларів. Якби всі молочні ферми США отримували таким шляхом екологічно нешкідливу енергію, то вони виробляли б електроенергії більше ніж на AEC. Досвід отримання паливного спирту з цукрової тростини, з кукурудзяної рослинності мають Бразилія, США та інші країни. Спирт використовується як пальне автомобілів або

26

змішується для цих цілей з бензином (бензоспирт). Частка такого палива поки що складає близько 0,5% від традиційного вуглеводневого палива. При виробництві спирту використовуються рослини, що представляють продуктовий інтерес. Так, в Бразилії, кращі землі стали займати під цукрову тростину, в той час як площі посівів інших продовольчих культур скоротилися на 10-15%, що ускладнило розв’язання продовольчої проблеми в країні із зростанням народонаселення. Виробництво спеціальних сільськогосподарських культур для отримання паливного спирту здатне викликати збільшення деградації ґрунтів. Крім того, виробництво паливного спирту є “брудним” (утворюється багато кіптяви і т.д.), хоч згоряння спирту-відносно “чистий” процеc.

Приклади завдань для інформаційно-практичних мініатюр

11 клас.Біологія (можливо країнознавство).Інформація. Людина – кінцева ланка ряду ланцюгів живлення. Наприклад, водорості – дрібні ракоподібна – дрібна риба – окунь – людина. Кінцеві розміри популяції людей або популяції іншої тварини обмежені: 1)довжиною ланцюга живлення; 2) ефективністю перенесення енергії в кожній ланці ланцюга; 3) кількістю світлової енергії, яка потрапляє на Землю. Людина не може збільшувати кількість сонячного світла, що попадає, вона може лише незначно вплинути на ефективність перенесення енергії. Тому єдиний шлях живлення підвищення рівня постачання живої енергії для людини – це скорочення його ланцюга живлення, тобто споживання головним чином первинних виробників – рослин, а не тварин. Завдання. Жителі таких перенаселених країн, як Індія і Китай – в основному вегетаріанці. Чому ?10 клас. Біологія. Інформація. Для утворення 1 моля глюкози масою 180 г необхідно 264 г вуглекислого газу, 108 г води і 674 ккал енергії фотонів (21 відсоток добової енергетичної потреби середнього землянина чоловічої статі).Завдання. Якщо людині в середньому на одну добу необхідно 3,2 Мкал, то яку частину цієї енергії дають 180 г глюкози ?ФізикаВикористовуючи дані рис.1 та інформацію про ККД паровиків, порівняйте ККД атмосфери і паровика, щодо перетворення теплової енергії на рух.

27

9 клас.Біологія.Інформація. Для підтримки внутрішньої температури тіла організм використовує теплову енергію, що виділяється при екзотермічних хімічних реакціях, які проходять в основному в скелетних м’язах та

внутрішніх органах. Розхід тепла в організмі здійснюється за рахунок фізичної терморегуляції, тобто підтримування внутрішнього середовища на постійному рівні досягається шляхом взаємодії різних функцій організму, які об’єднуються складною системою терморегуляції. Недосконалість тепловіддачі може привести до нагромадження зайвого тепла і перегрівання організму, а перевага тепловтрат може привести до переохолодження. Тому для людини важливий тепловий комфорт.Завдання. Чи існує залежність між температурою помешкання і тепловим комфортом в організмі людини ? Відповідь обґрунтуйте.

8 клас.Хімія.Завдання. Вам відомо, що в природі існують екзо- та ендотермічні реакції. У чому їх суть ? Наведіть приклади даних реакцій у побуті.

Мініатюри на класних годинахОсвітлення вулиць.За підсумками Всеукраїнського конкурсу проектів та програм розвитку місцевого самоврядування проект під назвою “Запровадження в м.Острозі принципово нової енергозберігаючої системи освітлення вулиць” став переможцем за другою категорією (міста з населенням до 50 тис. чоловік). Загальна вартість проекту – 127,3 тис. грн., з низ 94,3 тис. грн.. – кошти державного бюджету, 33 тис. грн.. – кошти міської ради.Диплом переможця конкурсу вручив Президент України. Суть проекту – освітлення вулиць міста за допомогою сонячної

28

Рис.1

енергії. Всього передбачено встановити в місті 25 ліхтарів сонячного освітлення. Вже встановлено 12. Вартість одного сонячного ліхтаря – 4 тис. 680 грн. Він складається із:

- фотоелектричного модуля, який накопичує сонячну енергію (складається з керамічних пластин);

- гелієвого необслуговуємого акумулятора (який в залежності від кількості сонячних днів та годин роботи сонячного ліхтаря накопичує сонячну енергію, або її віддає);

- інвертора (перетворює електричну енергію із акумулятора 12 В в 220 В);

- контролера заряду (регулює роботу акумулятора);- електричного ліхтаря, в якому встановлена

енергозберігаюча лампочка потужністю 18 Вт, але яка світить як лампочка потужністю 140 Вт;

- металевої конструкції, на якій встановлюються всі комплектуючі фотоелектричної системи.

Деякі проблеми екології житла

В умовах загострення екологічної кризи і підвищення вартості не тільки будівництва, а й утримання сучасного комфортного житла архітектори і вчені країн Заходу розпочали пошуки нової концепції житлових приміщень. Спочатку окремі новатори почасти для експерименту, почасти для власної реклами споруджували унікальні вілли незвичайних форм і з нових матеріалів “будинки майбутнього”. Учені північних країн створили варіанти економічних будинків, у яких без додаткового обігрівання високий тепло опір стін (збільшений від 1,9 до 4,2) і супервікон забезпечує різницю температур між приміщенням і повітрям на вулиці до +20˚С. Наступним кроком стане створення таких екологічно досконалих будинків, у яких енергія економилася б у процесі їх спорудження, не витрачалась на опалення, частина гарячої води для кухні і ванної отримувалася б без витрат вугілля чи інших видів палива. В Німеччині найпоширеніші є теплові помпи, які до кожного джоуля енергії, що витрачається з електромережі в кімнаті додають ще 3-4 джоулі, які “випромінюються” знадвору.

Великий і майже негайний ефект дала масова кампанія, спрямована на утеплення житла, уряди окремих країн стимулюють виробництво листів і панелей з матеріалів типу поліуретану чи пінопластиків, що мають надзвичайно малий

29

коефіцієнт теплопровідності. Наклеювання такого листа з гарною декоративною поверхнею на стіни набагато зменшувало витрати на опалення приміщення. Водночас були виявлені зони максимальних витрат тепла – вікна, системи обміну повітря. Завдяки залученню досягнень сучасної фізики і матеріалознавства вдалося швидко виправити ситуацію з вікнами, зменшивши витрати енергії крізь них у 20 разів підвищенням коефіцієнта їх теплового опору. Такі вікна дістали поширення у більшості розвинутих країн з суворою зимою. Там також створено нові системи вловлювання і повторного використання тепла, яке раніше викидалося назовні з відпрацьованим повітрям. Значну економію забезпечують нові типи газорозрядних ламп, які перетворюють на світло до 25-30 % електроенергії. До речі, вікна, що нав’язані нам Заходом з металопластику доцільні у значно м’якших кліматичних умовах і не можуть вважатися ідеальним варіантом з точки зору економіки та екології.

Поради щодо проведення трудового десанту “Збережи тепло у школі”

1. Готується інформаційний лист про те:

- якими можуть бути утеплюючі матеріали;

- які клеючі засоби слід використовувати і як їх приготувати до використання;

- якими можуть бути ізоляційні матеріали;

- в якій послідовності слід виконувати утеплюючі роботи.

2. Оголошується день і час проведення десанту.

3. Розподіляється об’єм роботи між класами по утепленню класних кімнат та коридорів.

30